ES2549514T3

ES2549514T3 - Method to optimize a lens for glasses for the wavefront aberrations of an eye and lens

Info

Publication number: ES2549514T3
Application number: ES11714790.0T
Authority: ES
Inventors: Darryl Meister; Timo Kratzer; Jesús-Miguel CABEZA- GUILLÉN; Ray Steven Spratt; Markus Welscher; Gerhard Kelch; Helmut Wietschorke
Original assignee: Carl Zeiss Vision International GmbH; Carl Zeiss Vision Inc
Current assignee: Carl Zeiss Vision International GmbH; Carl Zeiss Vision Inc
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2031-04-19
Also published as: EP2561398A1; EP2561398B1; WO2011131679A1; PL2561398T3; CN102947747A; PT2561398E; CN102947747B

Abstract

Un método (36) implementado en ordenador para diseñar un elemento (24) de lente oftálmica, comprendiendo el método (36) las operaciones de: determinar (38) una aberración del frente de onda de un ojo (26) de una persona en un plano de referencia (28), en el que la aberración de frente de onda del ojo (26) puede ser descrita mediante una serie de polinomios de orden creciente hasta un primer orden especificado y mediante primeros coeficientes correspondientes; y estando caracterizado el método por las operaciones de: determinar (40; 42) una primera corrección de visión de un segundo orden específico para obtener un elemento (24) de lente oftálmica adaptado, en el que la operación de determinar una primera corrección de visión (40; 42) comprende la operación de: determinar (40) una aberración de frente de onda del elemento (24) de lente oftálmica en el plano de referencia (28) como una primera distribución objetivo de modo que corrija la aberración de frente de onda del ojo (26), en el que la aberración de frente de onda del elemento (24) de lente oftálmica puede ser descrita por una segunda serie de polinomios de orden creciente hasta el segundo orden específico y por segundos coeficientes correspondientes, en que el segundo orden específico es menor que el primer orden específico y el segundo orden específico es el segundo orden; y adaptar (42) el elemento (24) de lente oftálmica de modo que corresponda con la primera distribución objetivo tan estrechamente como sea posible; determinar (44) al menos dos puntos especificados (50) sobre una abertura (48) del elemento (24) de lente oftálmica adaptado; determinar (52) una aberración de frente de onda de orden elevado en el plano de referencia (28) para cada punto especificado (50) del elemento (24) de lente oftálmica adaptado, en el que la aberración de frente de onda de orden elevado puede ser descrita por una tercera serie de polinomios de orden creciente por encima de un segundo orden hasta el primer orden específico incluido y por terceros coeficientes correspondientes, determinar (54; 56; 58) una segunda corrección de visión de segundo orden para cada uno de los puntos especificados para obtener un elemento (24) de lente oftálmica optimizado basado en la primera corrección de visión (40) hasta el segundo orden incluido y basado en los primeros y terceros coeficientes combinados por encima del segundo orden y hasta el primer orden específico incluido, en el que la operación de determinar una segunda corrección de visión (54; 56; 58) comprende la operación de: determinar (54) una aberración de frente de onda de orden elevado combinada de un sistema de lente-ojo (26) combinado en el plano de referencia (28) para cada punto especificado (50), en el que la aberración de frente de onda de orden elevado combinada puede ser descrita por una cuarta serie de polinomios de orden creciente por encima del segundo orden y hasta el primer orden específico incluido y por cuartos coeficientes correspondientes, en que los cuartos coeficientes son iguales a la suma de los primeros y terceros coeficientes correspondientes; en que las aberraciones de frente de onda están descritas cada una por la misma serie de polinomios.A method (36) implemented in computer to design an ophthalmic lens element (24), the method (36) comprising the operations of: determining (38) an aberration of the wavefront of an eye (26) of a person in a reference plane (28), in which the eye wavefront aberration (26) can be described by a series of polynomials of increasing order up to a specified first order and by corresponding first coefficients; and the method being characterized by the operations of: determining (40; 42) a first vision correction of a specific second order to obtain an adapted ophthalmic lens element (24), in which the operation of determining a first vision correction (40; 42) comprises the operation of: determining (40) a wavefront aberration of the ophthalmic lens element (24) in the reference plane (28) as a first objective distribution so as to correct the front aberration of eye wave (26), in which the wavefront aberration of the ophthalmic lens element (24) can be described by a second series of polynomials of increasing order up to the second specific order and by corresponding second coefficients, in which the Second specific order is smaller than the first specific order and the second specific order is the second order; and adapting (42) the ophthalmic lens element (24) so that it corresponds to the first objective distribution as closely as possible; determining (44) at least two specified points (50) over an opening (48) of the adapted ophthalmic lens element (24); determine (52) a high order wavefront aberration in the reference plane (28) for each specified point (50) of the adapted ophthalmic lens element (24), in which the high order wavefront aberration it can be described by a third series of polynomials of increasing order above a second order up to the first specific order included and by corresponding third coefficients, determine (54; 56; 58) a second second order vision correction for each of the specified points to obtain an optimized ophthalmic lens element (24) based on the first vision correction (40) up to the second order included and based on the first and third combined coefficients above the second order and up to the first specific order included , in which the operation of determining a second vision correction (54; 56; 58) comprises the operation of: determining (54) an order wavefront aberration n combined high of a combined lens-eye system (26) in the reference plane (28) for each specified point (50), in which the combined high-order wavefront aberration can be described by a fourth series of polynomials of increasing order above the second order and up to the first specific order included and by corresponding fourth coefficients, in which the fourth coefficients are equal to the sum of the first and third corresponding coefficients; in which wavefront aberrations are each described by the same series of polynomials.

Description

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5 5

10 10

15 fifteen

20 twenty

25 25

30 30

35 35

40 40

45 Four. Five

50 fifty

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de acuerdo con características de visión. according to vision characteristics.

Después de que se ha determinado la forma real del elemento de lente oftálmica en la operación 21, se lleva a cabo una operación 24 para producir el elemento de lente oftálmica en la que el elemento de lente oftálmica real final es fabricado. After the actual shape of the ophthalmic lens element in operation 21 has been determined, an operation 24 is carried out to produce the ophthalmic lens element in which the final real ophthalmic lens element is manufactured.

Las operaciones 19, 20 y 21 forman el método del diseño 18. Las operaciones 19, 20 y 21 junto con la operación 22 forman el método de fabricación 16 de acuerdo con la técnica anterior. Operations 19, 20 and 21 form the design method 18. Operations 19, 20 and 21 together with operation 22 form the manufacturing method 16 according to the prior art.

Con referencia ahora a la fig. 3 se ha mostrado un ejemplo 23 de trazado de rayos. With reference now to fig. 3 an example 23 of ray tracing has been shown.

Un elemento 24 de lente oftálmica está inclinado en un ángulo 25. Además, un ojo 26 que ha de ser corregido está inclinado en un ángulo 27. En el ojo 26, es ajustado un plano de referencia 28, preferiblemente en un plano focal del ojo An ophthalmic lens element 24 is inclined at an angle 25. In addition, an eye 26 to be corrected is inclined at an angle 27. In the eye 26, a reference plane 28 is adjusted, preferably in a focal plane of the eye

26. 26.

Los ángulos 25, 27 pueden ser medidos en un plano perpendicular a un plano horizontal 29, en el propio plano horizontal The angles 25, 27 can be measured in a plane perpendicular to a horizontal plane 29, in the horizontal plane itself

o de manera arbitraria. Sin embargo, los ángulos 25, 27 deberían reflejar la posición real del ojo 26 y del elemento de lente 24 en una posición de uso. or arbitrarily. However, angles 25, 27 should reflect the actual position of the eye 26 and of the lens element 24 in a position of use.

Para un punto objeto 30, se calcula una trayectoria de luz de una multitud de rayos 31 a través del elemento 24 de lente oftálmica y del ojo 26. Mediante esto, pueden medirse aberraciones desde un punto 32 de imagen ideal en el plano de referencia 28 para cada rayo individual. El cálculo correspondiente puede ser llevado a cabo para una multitud de puntos objeto 30. Por esto, para puntos específicos en el elemento 24 de lente oftálmica, puede ser determinada la aberración fuera de ángulos de visión diferentes. For an object point 30, a light path of a multitude of rays 31 is calculated through the ophthalmic lens element 24 and the eye 26. By this, aberrations can be measured from an ideal image point 32 in the reference plane 28 for each individual ray. The corresponding calculation can be carried out for a multitude of object points 30. Therefore, for specific points in the ophthalmic lens element 24, the aberration outside different viewing angles can be determined.

En lugar de rayos 31, también puede ser calculada una onda que consiste de multitud de rayos paralelos 31, para realizar el así llamado trazado de onda. Instead of rays 31, a wave consisting of a multitude of parallel rays 31 can also be calculated to perform the so-called wave plot.

Mediante esta técnica, es posible sin embargo calcular aberraciones de frente de onda de un elemento 24 de lente oftálmica diseñado. By this technique, it is possible, however, to calculate wavefront aberrations of a designed ophthalmic lens element 24.

Con referencia ahora a la fig. 4, se ha mostrado una realización ejemplar de un método de fabricación 34 de acuerdo con el presente invento y de un método de diseño 36 de acuerdo con el presente invento. With reference now to fig. 4, an exemplary embodiment of a manufacturing method 34 in accordance with the present invention and a design method 36 in accordance with the present invention has been shown.

El método de diseño 36 está mostrado como un diagrama de flujo que comienza con una operación 38 de medición de la aberración de frente de onda del ojo 26 que ha de ser corregida hasta un primer orden específico. El primer orden específico puede ser por ejemplo el tercer orden. The design method 36 is shown as a flowchart that begins with an operation 38 for measuring the wavefront aberration of the eye 26 to be corrected to a specific first order. The first specific order may be for example the third order.

Las aberraciones correspondientes del ojo 26 son determinadas y la aberración puede ser expandida como una serie polinómica de Zernike con términos de polinomios correspondientes a las aberraciones de imagen, en que cada término polinómico comprende un coeficiente respectivo determinado por la operación de medición 38. The corresponding aberrations of the eye 26 are determined and the aberration can be expanded as a Zernike polynomial series with terms of polynomials corresponding to the image aberrations, in which each polynomial term comprises a respective coefficient determined by the measurement operation 38.

Subsiguientemente, se determina una primera corrección de visión 40 de un segundo orden específico como una primera distribución objetivo. El método aplicado en esta operación corresponde al de la técnica anterior en el que se determinan un componente de potencia esférica, un componente de potencia cilíndrica y un eje cilíndrico como una descripción de gafas para corregir las aberraciones de frente de onda hasta el segundo orden específico determinado en la operación Subsequently, a first vision correction 40 of a specific second order is determined as a first objective distribution. The method applied in this operation corresponds to that of the prior art in which a spherical power component, a cylindrical power component and a cylindrical shaft are determined as a description of glasses to correct wavefront aberrations to the second specific order. determined in the operation

38. Por tanto, en la realización ejemplar, el segundo orden específico es el segundo orden. Por ello, en la operación 40 se determina una única descripción de gafas de segundo orden para corregir las aberraciones de frente de onda hasta el segundo orden como es determinado en la operación 38. 38. Therefore, in the exemplary embodiment, the second specific order is the second order. Therefore, in operation 40 a single description of second order glasses is determined to correct the wavefront aberrations to the second order as determined in operation 38.

A continuación, la forma del elemento 24 de lente oftálmica es adaptada virtualmente para corresponder con la primera distribución objetivo determinada en la operación 40 tan estrechamente como sea posible en la operación 42. Next, the shape of the ophthalmic lens element 24 is virtually adapted to correspond with the first objective distribution determined in operation 40 as closely as possible in operation 42.

En la operación 44 se determina una multitud de puntos especificados de la abertura de la lente. Los puntos pueden ser especificados manualmente por un óptico o ser ajustados automáticamente por la unidad 13 de tratamiento de datos después de una distribución predeterminada. In operation 44 a multitude of specified points of the lens aperture is determined. The points can be manually specified by an optician or automatically adjusted by the data processing unit 13 after a predetermined distribution.

Con referencia ahora a la fig. 5, se ha mostrado una asignación de muestra 46. Una abertura 48 de lente puede ser descrita por un círculo. En la abertura 48 de lente, se especifica una multitud de puntos 50. Sin embargo, los puntos 50 no están necesariamente equiespaciados sobre la abertura 48 de lente sino que pueden estar basados en características del campo humano de visión. Además, la distribución de los puntos 50 puede depender del tipo de lente, es decir, si la lente es una única lente de visión, una lente bifocal o una lente progresiva, por ejemplo. With reference now to fig. 5, a sample assignment 46 has been shown. A lens aperture 48 may be described by a circle. In the lens aperture 48, a multitude of points 50 are specified. However, the points 50 are not necessarily equally spaced over the lens aperture 48 but may be based on characteristics of the human field of vision. In addition, the distribution of the points 50 may depend on the type of lens, that is, if the lens is a single vision lens, a bifocal lens or a progressive lens, for example.

Con referencia de nuevo a la fig. 4, después de que han sido determinados los puntos especificados 50 en la operación 44, se determina virtualmente una aberración de frente de onda del elemento 24 de lente oftálmica adaptado en la operación 42 aplicando un método de trazado de rayos, por ejemplo, como se ha mostrado en la fig. 3. Las aberraciones correspondientes pueden ser expandidas a polinomios de Zernike correspondientes con coeficientes correspondientes. With reference again to fig. 4, after the specified points 50 in operation 44 have been determined, virtually a wavefront aberration of the ophthalmic lens element 24 adapted in operation 42 is determined by applying a ray tracing method, for example, as has shown in fig. 3. The corresponding aberrations can be expanded to corresponding Zernike polynomials with corresponding coefficients.

Ahora, los coeficientes de orden elevado son añadidos en la operación 54. En el ejemplo actual, los coeficientes de orden 9 Now, the high order coefficients are added in step 54. In the current example, the order 9 coefficients

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Claims

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